книги из ГПНТБ / Стойбер, Р. Определение кристаллов под микроскопом

Общие положения относительно погасания у моноклинных кристаллов кратко изложены в табл. 1 3 - 1 . Замеры углов погасания в разрезах, перпендикулярных или параллельных спайностям, обычно помогают определить принадлежность минералов к различным кристаллографи­ ческим сингониям. У этого способа определения сингонии, однако, имеются свои ограничения, которые, в частности, проявляются в мо­ ноклинных кристаллах. Так, если в препарате нет обломков, ограни­ ченных поверхностями, параллельными Ь, то у моноклинного мине­ рала ни в одном случае не удается наблюдать прямого погасания, и он будет принят за триклинный. Если же, наоборот, все срезы ока­ жутся параллельными Ь, то моноклинный минерал будет ошибочно определен как ромбический. Обычно сомнения такого рода удается разрешить при помощи интерференционных фигур. В тех случаях, ког­ да наблюдается несколько спайностей, одна из которых параллельна с) сомнений в моноклинной природе минерала не возникает.

Триклинная сингония. Прямое погасание у трикпинных кристал­ лов наблюдается крайне редко в единичных разрезах, в которых со­ впадают направления колебаний с кристаллографическими элемента­ ми. Эти исключения обычно легко удается распознать измерением углов погасания по отношению к трещинам спайности и другим крис­ таллографическим направлениям. В тех случаях, когда углы между кристаллографическими осями в триклинном минерале близки к свой­ ственным более высоким сингониям, характер погасания в разрезах с различной ориентировкой вообще неблагоприятен для определения сингонии. При очень небольших углах косое погасание может быть принято за прямое, что приводит к серьезным ошибкам в оценках кристаллографической сингонии. Общие правила не помогают при та­ кого рода затруднениях и в случае наблюдений в разрезах, ориенти­ рованных таким образом, что замерять приходится угол погасания,

гасание кажется симметричным и родонит может быть ошибочно оп­ ределен как моноклинный. Столкнувшись с такого рода соотношения­ ми, следует измерить погасание в зернах с различной ориентиров­ кой, что, как правило, позволяет разрешить сомнения.

Специальные случаи использования углов погасания. Углы по­ гасания в определенных плоскостях могут быть полезными для определения членов изоморфных серий. Для этих целей пригодны такие разрезы, в которых угол погасания сильно варьирует по мере изменения состава и, наоборот, слабо меняется при некото-

ром отклонении среза от точной ориентировки плоскости в жела­ тельном кристаллографическом направлении. Подобная зависимость углов погасания от состава установлена для нескольких плоскос­ тей триклинных плагиоклазов; при этом состав рассматривался с точки зрения содержания конечных альбитового и анортитового

компонентов. Горансен /46/ показал, что в разрезах кислых пла­ гиоклазов, перпендикулярных одновременно (001) и ( 0 1 0 ), да­ же при значительном отклонении от строгой перпендикулярности этим плоскостям угол погасания изменяется очень мало и вмес­ те с тем сильно варьирует в зависимости от состава. Этот раз­ рез, так называемая "плоскость, перпендикулярная а ", полезен для определения состава плагиоклазов с содержанием анортитово­ го компонента до 50%. В отличие от этого в спайных обломках по (001) угол погасания сильно зависит от слабых изменений ориентировки и слабо - от состава. Кривые изменений углов по­ гасания плагиоклазов можно найти в специальных справочниках

/26, 116/.

Оптическая ориентировка. Кристаллографическая сингония двуос­ ных кристаллов (одна из трех) может быть установлена по особен­ ностям соотношений оптических и кристаллографических направлений, рассматриваемых с использованием изложенных ниже приемов. Пос­ ле того как установлена кристаллографическая сингония минерала, его оптическую ориентировку можно выразить несколькими способа­ ми, не противоречащими критическим кристаллографическим свой­ ствам данной сингонии. Процедура определения полной оптической ориентировки различна для каждой кристаллографической сингонии.

Ромбическая сингония. Кристаллографические оси так же, как и оптические направления N g , N m и N p , располагаются взаимно перпен­ дикулярно. Три оптические и три кристаллографические оси совпада­ ют друг с другом одним из шести возможных способов. Оптическая ориентировка ромбического кристалла может быть показана равен­ ствами, свидетельствующими о совпадении направлений колебания и кристаллографических направлений, например /Ѵр=а , N m = b , N g = c . Все возможные сочетания такого рода ограничиваются следующими шестью

ниями, возникают дополнительные соотношения. Одна из шести ком­ бинаций реализуется для определенной части видимого спектра, а

по сходящемуся размытому кресту устанавливают ориентировку на­ правлений колебаний и связывают их с кристаллографическими на­ правлениями зерен, наблюдаемыми при ортоскопическом освещении.

В разрезах, даюших центрированные интерференционные фигуры, спай­ ность располагается параллельно или симметрично по отношению к направлениям колебания, так что отсутствует необходимость измере­ ния углов погасания. На фиг. 1 3 -2 показан пример определенных соотношений между интерференционной фигурой, формой зерна и спай­ ностью.

Основная сложность заключается в определении кристаллографи­ ческих направлений. На фиг. 1 3 -4 и в приводимом ниже перечне характеризуются определенные особенности, которые можно исполь­ зовать для условного определения кристаллографических направлений. Для каждого из этих положений существуют многочисленные исклю­ чения.

В кристаллах игольчатого облика направление удлинения мож­ но условно считать совпадающим с осью с , а в пластинчатых кристаллах эту ось можно располагать по нормали к пластинке.

Если присутствуют двойники арагонитового типа (см. ниже), то биссектриса угла между двумя плоскостями двойникового срас­ тания (110) в базальных разрезах совпадает с осью Ь.

Вряде случаев имеется возможность определения характера спайности, тогда создается также возможность принятия той или иной ориентировки оптических направлений.

Вслучае спайности по призме, в зернах с одним следом ■ спайности (т.е. в зоне призмы), спайность параллельна оси с .

Две спайности по пинакоиду можно условно принимать соот­

Иногда в ромбических кристаллах не удается однозначно опре­ делить кристаллографические направления. Тем не менее можно на­ метить одну или несколько схем оптической ориентировки. Из ряда таких ориентировок выбирают правильную, после того как минерал окончательно определен по другим оптическим свойствам.

Моноклинная синъония. В кристаллах моноклинной сингонии крис­ таллографические оси б и с располагаются перпендикулярно друг

Ф и г . 13-4. Вероятная ориентировка кристаллографических направлений, кото­ рую можно предположить в ромбических кристаллах при простых наблюдениях»

a - игольчатые кристаллы с осью с, вероятно, ориентированной по длинной оси;

б —пластинчатые кристаллы, ось с предположительно должна располагаться перпендикулярно уплотнению; в —двойники араюнитового типа, оси Ь ориен­ тированы, как показано на фигуре. Таким образом., разрез, нормальный к плоскостям срастания двойников, перпендикулярен оси с; г - спайность по призме, нормальная к разрезу: слева —угол между направлениями спайности не прямой, ось Ь является биссектрисой острого угла между спайностями; справа —направления спайности почти под прямым углом, никакие определен­ ные предположения невозможны; д —одна спайность'по призме, ось с парал­ лельна этой спайности; е —обломки с двумя пинокоидальпыми спайностями, следует допустить, что они относятся к формам (001) и (010). В этом случае, если направления колебания ориентированы так, как показано на фигуре, то

Ng совпадает с осью а.

тировка моноклинных кристаллов характеризуется указанием совпа­

деление оптической ориентировки моноклинных кристаллов зависит от особенностей плоскости ( 0 1 0 ) .

Плоскость (010) - одна из трех (но единственная спайная), при расположении среза в которых можно получить центрированные интерференционные фигуры. Вместе с тем это единственная из трех главных кристаллографических плоскостей, в которых у моноклинных кристаллов видно косое погасание. Найдя разрез по (010) и полу­ чив в нем интерференционную фигуру, по направлению индикатрисы, свойственному этой фигуре, определим, какое оптическое направле­ ние совпадает с осью b. Таким оптическим направлением могут быть В 0СТр,В,Гуп или оптическая нормаль. После этого мы уже мо­ жем записать первое равенство, выражающее оптическую ориенти­ ровку, допустим N p = b . Теперь с помощью компенсационной пластинки можно установить расположение в исследуемом разрезе двух осталь­ ных направлений колебаний. Затем остается только связать одно из этих двух направлений с кристаллографическим направлением с по­ мощью измерения соответствующего угла погасания. Получив этот угол, можно записать второе и последнее равенство, характеризую­ щее оптическую ориентировку, например c N g = 15°.

Не всегда, однако, последовательность определения оптической ориентировки моноклинных кристаллов может быть такой, как охарак­ теризованная выше (т.е. идентификация разреза (0 1 0 ) и направле­ ния колебания, нормального к этому разрезу, и измерение угла по­ гасания). Так, в разрезе по плоскости (0 1 0 ) могут отсутствовать какие-либо кристаллографические элементы, по отношению к которым можно измерить угол погасания. В иммерсионных препаратах лучше проявленная, чем по ( 0 1 0 ), спайность минерала может предотвра­ щать появление зерен с необходимыми разрезами. Наконец, иногда не удается однозначно определить характер интерференционной фигу­ ры в разрезе по ( 0 1 0 ) .

Для того чтобы избежать таких трудностей, возникающих при

В некоторых случаях величина угла погасания на спайности может также приводиться наряду с другими данными. Для амфиболов, на­ пример, которые обладают одинаковыми углами между системами

гурой не удается найти в шлифе, то угол погасания в плоскости (010) можно оценить по максимальному погасанию, наблюдающему­ ся в косых разрезах в вертикальной зоне. Зерна, относящиеся к этой зоне, в шлифах определяются по наличию одной спайности. Мак­ симальный угол погасания в вертикальной зоне или равен углу по­ гасания на ( 0 1 0 ), или больше него в зависимости от того, как рас­ полагается 2Ѵас по оси с или в другом направлении. Дели /23/ показал, что в том случае, когда биссектрисой 2Ѵа с служит ось с, максимальные углы погасания в вертикальной зоне и в плоскости (010) равны, а в других случаях такой максимальный угол прояв­ ляется в разрезах по призме, располагающихся между (0 1 0 ) и ( 1 0 0 ), Установив, что имеем дело со вторым случаем, мы лишь получаем информацию о том, меньше какой величины необходимый нам угол погасания на ( 01 0 ), поскольку сам по себе максимальный угол по­ гасания в вертикальной зоне не имеет диагностического значения и не приводится в справочниках. В том же случае, если биссектри­ сой 2Ѵас служит с , максимальный угол погасания в вертикальной

зоне должен быть близок к искомой величине, поскольку он не очень

не совпадают с кристаллографическими. Оптическая ориентировка оп­ ределяется соотношениями точек выходов оптических и кристаллогра­ фических направлений на поверхности сферы с центром, совмещенным с центром симметрии кристалла. В этом построении используются кристаллографические оси, обычно перпендикулярные наиболее раз­

лом наклона к вертикальной оси. Необходимо отметить, что приве­ денная выше система установления оптической ориентировки триклинных кристаллов не общепризнанная. Некоторые авторы используют другие обозначения упомянутых углов, другие вообще прибегают к иным угловым измерениям. Предложенные здесь параметры, опреде­ ляющие оптическую ориентировку триклинных кристаллов, легко на­ носить на стереографическую проекцию, особенно они удобны при ис­ пользовании для диагностики универсального столика. Примером оп­ тической ориентировки по охарактеризованной системе может слу­ жить описание амблигонита /92/.

ДВОЙНИКОВАНИЕ

Для диагностики двуосных минералов часто полезно определение законов двойникования и углов между направлениями колебаний и плоскостями срастания двойников. Некоторые законы двойникования характерны для отдельных групп минералов, а хорошо проявленное двойникование иногда позволяет само по себе определить минераль­ ный вид. В некоторых случаях двойникование помогает установить кристаллографическую сингонию.

Ромбическая сингония. 'В этой сингонии обычно обнаруживаются секториальные двойники по граням призмы, сами представляющие собой призмы с углом около 6 0 ° . Такое двойникование лучше всего проявляется в скрещенных николях в разрезах, субпараллельных (00 J.). Весьма характерно такое двойникование для кордиерита (фиг. 1 3 - 5 ) , помогающее определять минерал. Такое двойникование обнаруживает­ ся также у арагонита, в связи с чем оно получило название "двой­ никование арагонитового типа".

Моноклинная сингония. Для ортоклаза, а также триклинных пла­ гиоклазов характерно двойникование по карлсбадскому закону, в ко­ тором плоскостью срастания служит ( 0 1 0 ) . Реже ортоклаз сдвойникован по другим законам. У пироксенов и моноклинных членов груп­ пы гумита (хондродит, клиногумит) нередко проявляется двойникова­ ние по базальной плоскости. В моноклинных гумитовых минералах обнаруживаются также звездчатые двойники такого же типа, как у

кордиерита. Оптические свойства гумитов и оливина близки, так что двойники помогают различать эти минералы. Двойникование с плос­ костью срастания (100) установлено для некоторых моноклинных пироксенов, например для диопсида; для сфена, кроме двойников по

плоскость срастания периклиновых двойников (ромбическое сечение) почти параллельна базальному пинакоиду. В микроклине плоскость

рий двойников ориентированы взаимно перпендикулярно. Эти двойники почти всегда развиты в микроклине, обусловливая характерный ре­ шетчатый облик зерен минерала в скрещенных николях (фиг. 1 3 - 8 ) .

СПАЙНОСТЬ И КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СИНГОНИИ

Кристаллографическую сингонию двуосных кристаллов очень час­ то удается установить в результате изучения взаимоотношений ин­ терференционных фигур и спайности. Эти соотношения известны боль­ шинству петрографов, однако в литературе отсутствует четкое и сис­ тематическое их освещение. В настоящей книге для изучения этого вопроса предлагается последовательное использование ряда плоскос­ тей индикатрисы, перпендикулярных спайности. В результате ряда на­

Фи г. I3-U. I Іолисіштетичсскоо диоиниковаиии и п.іапю клак: (альбитовый за­ кон, плоскость срастания (010).

Шлиф глубинной. медленно охлаждавшейся породы, николи скрещены. Интрузив Кпглапет, Лабрадор, Канада. Ширина поля.зрения около 3 мм .

Ф и г. 13-7. Двойникование плагиоклаза.

Шлиф вулканической породы с включениями пластинок плагиоклаза в авгите (однородный серый) и ильмените (черный). Ширина поля зрения около 1 мм , никони скрещены. Образец офитовою базальта из Моря Спокойствия, участок

прилунения Апполона - 11 .

блюдений одновременно определяется и спайность, и кристаллографи­ ческая сингония изучаемого минерала. Не всегда получают однознач­ ное решение, особенно если приходится иметь дело с необычной спай­ ностью, но во многих случаях предлагаемая схема приводит к при­ обретению полезных сведений.

Типы спайности. Можно принять, что в кристаллах ромбической моноклинной и триклинной сингоний проявляются спайности по ( 0 0 1 ),

Ф и г. 13-8. Двойни кование в микроклине.

Николи скрещены. Перекрещивание альбитовых и периклиновых двойников при­ дает кристаллам решетчатый облик. Ширина поля зрения около 3 мм.

редко, что ими можно пренебречь. Далее следует признать, что пинакоидальные спайности по частоте проявления располагаются в сле­

следовательно, полезно использовать как рабочую гипотезу, подле­ жащую проверке. Изредка удается наблюдать морфологические или иные признаки, позволяющие сразу же определить пинакоидальную спайность.

Спайности по призме отличаются от пинакоидальных по углам погасания и соотношениям с плоскостями симметрии индикатрисы. Путаница между двумя системами спайности по призме и по пинакоидам возможна в разрезах, близких к базальной плоскости. Все зер­

у обломков, лежащих на двух различных пинакоидальных спайностях, будут наблюдаться разные интерференционные фигуры.